(ITA - 2003 - 1a fase)
Considere as seguintes comparações de calores específicos dos respectivos pares das substâncias indicadas.
I. tetracloreto de carbono (ℓ, 25°C) > metanol (ℓ, 25°C).
lI. água pura (ℓ, -5°C) > água pura (s, -5°C).
III. alumina (s, 25°C) > alumínio (s, 25°C).
IV. isopor (s, 25°C) > vidro de janela (s, 25°C).
Das comparações feitas, está(ão) CORRETA(S)
apenas I e II.
apenas I, II e III.
apenas II.
apenas III e IV.
apenas IV.
Gabarito:
apenas IV.
I) tetracloreto de carbono (ℓ, 25°C) > metanol (ℓ, 25°C)
O tetracloreto de carbono ( ) é uma substância apolar, enquanto o metanol (
) apresenta pontes de hidrogênio.Desse modo, embora a massa molar do tetracloreto seja maior, as interações intermoleculares irão prevalecer. Desse modo, como ponte de hidrogênio é uma interação bem mais forte que as forças de Van der Waals, é mais difícil aquecer o metanol do que o tetracloreto, fazendo com que o calor específico do metanol seja maior. Portanto, essa afirmação é falsa;
II) água pura (ℓ, -5°C) > água pura (s, -5°C)
Normalmente, o calor específico de líquidos é maior que o de sólidos, considerando-se a mesma substância. Porém, nesse caso, a água encontra-se numa situação de metaestabilidade, ou seja, ela está estável em uma situação onde não deveria, pois nessa temperatura a água pura encontra-se no estado sólido. Qualquer variação de energia faz a água se solidificar nesse caso, o que nos levaria a pensar que a comparação estaria errada. Nos gabaritos online, constam que a comparação realmente está errada, porém calor específico depende do estado físico, e não da temperatura. Ou seja, a água nesse estado ainda possui calor específico maior, porém ao marcar essa alternativa como certa, não encontraríamos um gabarito para a questão;
III) alumina (s, 25°C) > alumínio (s, 25°C)
Essa é uma comparação feita para o candidato errar. Teríamos que saber previamente que geralmente os óxidos de um elemento metálico possuem calores específicos maiores que os metais puros, porém o alumínio é uma exceção. Desse modo, a comparação está errada;
IV) isopor (s, 25°C) > vidro de janela (s, 25°C)
Ambos são estruturas poliméricas, pois o isopor é o nome popular do poliuretano e o vidro é uma mistura de vários silicatos e outros óxidos. Suas estruturas são gigantescas e de alta massa molar, de modo que uma comparação utilizando esse aspecto é inviável. A resolução desse item se dá ao lembrar que isopor é um ótimo isolante térmico, ou seja, não deixa o calor escapar nem entrar. Desse modo, sua temperatura não varia. Com essa informação em mente. é que podemos dizer que a comparação é correta.
Alternativa E